[发明专利]一种基于次模优化的边缘缓存C-RAN中计算资源分配方法

权利要求书

1.一种基于次模优化的边缘缓存C-RAN中计算资源分配方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤S1、根据C-RAN系统中所有无线射频单元的位置划分若干个簇；

步骤S2、根据各用户与每个簇的距离，将每个用户优先关联到与之距离值最小的簇中；

步骤S3、根据每个簇中各用户对不同文件的偏好制定缓存策略；

步骤S4、云端中每个簇所对应的本地服务器根据系统平均时延最小原则对各个簇中非命中用户分配计算资源；

步骤S4中，所述非命中用户为申请的文件未被缓存在所关联的簇中的用户，所述C-RAN系统中所有用户的平均时延为其中，用户u得到文件的总时延为：

所述总时延的计算过程如下：

步骤S41、用户u和其他K-1个用户被关联到簇m中，且用户u在集合K_m中的索引为k，将用户u表示为用户k，且用户k收到的信号为：其中，表示用户u被关联到簇m中，否则为0，h_mk＝(h_mjkΩ_mjk)∈C^N×1是用户k与簇m中所有无线射频单元之间的信道矩阵，h_mjk为用户k与簇m中第j个无线射频单元之间信道的小尺度衰落，Ω_mjk为用户k与簇m中第j个无线射频单元之间信道的大尺度衰落和阴影衰落，n_k为方差为σ²的高斯白噪声，z_m为量化噪声矢量，则当簇m中所有的用户都为非命中用户时τ_m＝1，否则为0，α_m为簇m中的量化噪声系数，且为关联到簇m中的用户k所申请的文件l被缓存到簇中，否则为1，C_m为簇m中的最大回程容量，p为无线射频单元的发射功率且满足其中，是簇m中所有无线射频单元和关联到簇m中所有用户之间的预编码矩阵，H_m为簇m中所有无线射频单元与所有用户之间的信道矩阵，ξ和α为常数，tr{·}为求迹运算；

步骤S42、计算文件的传输时延，公式为：其中，为用户u的接收信干燥比，D_l为文件l的比特数，B为系统带宽，E{·}为对式子中信道的小尺度衰落做统计平均；

步骤S43、若用户u是非命中用户，计算文件的计算时延为其中，X_l表示文件l每比特所需要的CPU的转数，ζ为所有虚拟机器的计算能力，为分配指示变量，若簇m中第v个虚拟机器分配给用户u，则否则为0，为簇m中第v个虚拟机器对用户u申请的文件的执行效率；同一个簇中所有虚拟机器对同一个用户所申请的文件具有相同的执行效率，同一个虚拟机器对关联到本簇中的不同用户所申请的文件具有不同的执行效率。

2.根据权利要求1所述的一种基于次模优化的边缘缓存C-RAN中计算资源分配方法，其特征在于，所述C-RAN系统包括一个用户层、一个接入层和一个云端层，所述用户层包括集合为UE＝{UE₁,UE₂,...,UE_U}共U个用户，所述接入层中包括集合为CL＝{CL₁,CL₂,...CL_M}共M个簇，每个簇包含有N个无线射频单元，所述云端层中设有一个高层控制器和M个与簇一一对应的本地控制器，每个所述本地控制器拥有一个本地服务器，所述本地服务器生成V个虚拟机器，所述高层控制器中存储集合为F＝{f₁,f₂,...,f_J}的J个文件。

3.根据权利要求1所述的一种基于次模优化的边缘缓存C-RAN中计算资源分配方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述的一个用户到系统中一个簇的距离为这个用户到这个簇中所有无线射频单元的距离的最小值； 所有用户到所有簇距离中的最小距离值所对应的用户优先被关联到这个值所对应的簇中。